углеродом, между углеродом и следующим за ним азотом и далее тоже была
примерно в две единицы.
Но водород еще не разрушал весь порядок. В конце концов его можно
поставить самым первым, как бы вывести за скобки. Правда, непонятно за что
водороду такая честь. Но подобные вопросы следовало пока отложить.
Можно было "закрыть глаза" и на некоторые неясности с малоизученными
элементами.
Например, по скудным сведениям об эрбии, иттрии, индии, тербии, церии,
лантане, дидиме нельзя было судить об их химических свойствах. Их атомные
веса совпадали с атомными весами других, и притом достаточно хорошо
известных элементов. Например, атомный вес у индия значился около 75. Но
именно таков был вес атома прекрасно изученного мышьяка. А эрбию приписывали
атомный вес 56, такой же атомный вес был и у железа, изученного еще более
подробно, чем мышьяк. Эти новые редчайшие элементы не входили в основные
семейства и поэтому они пока особенно не метали. Придет время, их изучат
получше, тогда все и утрясется.
Но был элемент, который входил в одно из главных семейств, обязан был
входить по своим химическим свойствам, а вот по атомному весу не имел на это
права. Речь шла о теллуре - тоже довольно редком, но все же неплохо
наученном элементе. Очень похожем на селен, и вместе с ним входящем в одну
семью с серой и кислородом.
По своему положению в шеренгах он мог располагаться только в одном
месте; между сурьмой, принадлежащей к семейству кремния-углерода, и йодом из
семейства галогенов. Но вот бода: атомный вес сурьмы 122, атомный вес йода
127, а вес атома теллура 128.
Что делать?
Менделеев поступил с теллуром точно так же, как еще раньше с
бериллием - поставил куда следовало, не считаясь с его общепринятым атомным
весом.
Правда, для бериллия было некоторое основание: исследования Авдеева. А
с теллуром таковых не было, если не считать совершенно отчетливо
проглядывающего, несмотря на все огрехи и непонятности, закона природы.
Закона, связывающего скачкообразной, периодической зависимостью атомный вес
элементов с их химическими свойствами.
Закон есть закон!
В данном случае диктовали химические свойства, а вес... вес мог быть
определен неправильно.
Так же неправильно, по всей вероятности, определен был атомный вес
редкого металла тория, потому что такой же вес значился у достаточно
распространенного олова - 118.
Так или иначе, почти все карты нашли свое место. И символы элементов с
их атомными весами значились на листке черновика, окруженные со всех сторон
всевозможными пометками - следами размышлений и подсчетов.
Однако посередине таблицы зияла дыра - пустое место между мышьяком,
цинком, оловом, ураном, кремнием, алюминием.
Занять пробелы соседними карточками было невозможно. Если влево
сдвинуть стоящее справа от пустого места олово с атомным весом 118, то оно
примкнет к мышьяку с атомным весом 75 - явная несуразность. Не может стоять
после мышьяка и кремний: его атомный вес всего-навсего 28. И олово и кремний
могли заполнять пустое место только одной ценой - уничтожением
последовательности атомных весов элементов. Но тогда только что найденный
закон превратился бы в полное беззаконие.
А если пустое место заняли бы соседи не с боков, а сверху либо снизу?
Нет, и это уничтожало закон. Опустившись вниз, мышьяк из своего
семейства пятивалентных попадал бы в чуждое семейство, четырехвалентных. По
той же причине не мог подняться и цинк, Если бы мышьяк или цинк это сделали,
то было бы нарушено соответствие между атомными весами и химическими
свойствами элементов.
Но не мог же строй элементов оставаться с пустыми местами!
Глава пятая,
в которой Менделеев преодолевает пропасть и наводит среди элементов
порядок, которому, однако, подчиняются не все
ЧЕРЕЗ ПРОПАСТЬ
Менделеев пристально разглядывал пустое место в таблице элементов.
Собственно говоря, это было не одно, а два пустых места: тут могли
разместиться как раз две карточки. Одна встала бы в шеренгу углерода после
кремния, а другая - в шеренгу бора после алюминия.
Нужны были именно две карточки, потому что и в семействе углерода, и в
семействе бора не хватало третьего соседа. Так диктовала последовательность
изменения химических свойств: не мог же сразу после кремния, настолько
близкого к неметаллам, что его двуокись в соединении с водой дает кислоту,
идти такой несомненный металл, как олово! Внутри семейства химические
свойства элементов всегда изменялись плавно. Ведь не шла же сразу после
фосфора сурьма или сразу после серы теллур. Нет, между ними стояли
промежуточные по своим свойствам элементы: в первом случае мышьяк, во
втором - селен. Вот и в семействах углерода и бора явно не хватало таких
промежуточных элементов.
О нехватке именно двух элементов свидетельствовала и последовательность
изменения атомных весов. Разница между ближайшими атомными весами в средней
части строя либо один, либо два, либо, в крайнем случае, пять, а между
цинком, атомный вес которого около 65, и мышьяком, атомный вес которого 75,
разница в десять единиц? Что за пропасть? С чего бы это вдруг?
Менделеев еще раз перебрал карточки слабо изученных элементов. Но
подойдет ли сюда один из них? Но по отрывочным сведениям трудно было
утверждать что-либо определенное.
Если судить по атомным весам, то где-то в этом районе мог стоять индий.
Атомный вес у него считался чуть большим, чем у мышьяка, а надо бы хоть на
пяток единиц поменьше.
Или, может быть, иттрий? У него атомный вес 60, на пять единиц меньше
цинка, а надо бы как раз на столько больше!
Или эрбий... Правда, атомный вес у него будто бы 56...
Менделеев взял ручку и на полях черновика попытался пересчитать атомные
веса этих и некоторых других редчайших, малознакомых элементов. Но ничего
нужного не получилось.
И все-таки с этой пустотой надо было что-то предпринимать! И он ставил
туда то одну, то другую карточку - из тех, что не нашли себе подходящего
места. И заносил их на черновик, заполняя тем самым пустоту в строю
элементов. И снова зачеркивал их символы двумя или тремя тонкими черточками.
В конце концов, он перечеркнул их на листке жирно-жирно, отказавшись от
попыток решить вопрос с помощью четвертой кучки слабо изученных элементов.
И стал думать о других, не таких зияющих, но все же, если приглядеться,
заметных пустотах.
Первая - она уже и раньше бросалась в глаза - находилась между
водородом и литием: целых шесть единиц разницы, а дальше разница шла всего в
две единицы. Безусловно - пропасть.
Вторую пустоту он обнаружил после кальция. Атомный вес этого элемента
был 40, а следующий атомный вес был 50 - у титана. И это в то время, как
предыдущий, стоящий перед кальцием, калий отличался от него лишь на одну
единицу. И на такую же единицу отличался от титана стоящий за ним ванадий.
Единица - десятка - единица. Снова пропасть!
Не многовато ли?
И хорошо, что многовато! Была бы одна, это означало бы случайность. А
раз не одна, раз много - значит, не случайно, значит, закономерно, значит,
нечего и пытаться строить шаткие мостки, а надлежит шагнуть через пропасти?
И Менделеев сделал третий гигантский шаг.
Первый был - когда он поставил рядом калий и хлор. Второй - когда
рассчитал истинный атомный вес бериллия.
Теперь он взял две чистые карточки, на одной написал"? = 70", на
другой"? = 68" и заполнил ими зияющую в середине таблицы пустоту.
Пустые места, пропасти между элементами - это еще на известные, но,
безусловно, существующие в природе сорта атомов. Это неоткрытые элементы!
Неплохо бы найти подходящие места и для нескольких редких элементов,
чьи атомные веса дублируют атомные веса других, хорошо известных. Но тут он
был бессилен. У него не хватало сведений: о тербии, например, Бунзен писал,
что его вообще не существует.
Менделеев снова наклонился над столом, придвинул к себе уже весь
исписанный лист бумаги, окружил на нем символ тербия жирным кружком и для
памяти пометил: "не су по б", то есть "не существует по Бунзену".
Потом начал зачеркивать символы других, таких же сомнительных
элементов, но на индии снова задержался, зачеркивать его символ не стал, а
после минутного раздумья написал перед ним: "невзо", то есть "не взошли", не
нашли себе места в таблице.
Все!
Менделеев встал с кресла, подошел к дивану, совсем уже без сил упал на
него и, как был, не раздеваясь, заснул.
ПЕРВОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ
Сколько проспал он так - час, два, три - не известно.
Известно только, что в тот же день он переписал черновик набело,
поставил на чистовике дату и отправил его в типографию.
А еще известно, что чистовик... не соответствовал черновику.
В черновике элементы были поставлены так, что их атомный вес уменьшался
от начала к концу. А в чистовой таблице наоборот. Словно кто-то скомандовал
строю элементов: "Кругом!"
Но кто это мог сделать в то время, когда автор таблицы спал? Или
следует поверить тому, что написал в своих воспоминаниях Иностранцев? Может
быть, новую таблицу элементов Менделеев и правда увидел... во сне?
Ничего сверхъестественного тут нет. Он спал - а мозг продолжал
работать. После напряженного творчества так бывает нередко...
И, проснувшись, Менделеев мог не делать исправлений в черновике, а
прямо набело переписал его так, как увидел во сне.
По сравнению с черновиком есть на этом листке с датой "17 февраля 1869
года" еще несколько изменений. По-видимому, больше всего в последние часы и
минуты этого дня размышлял Менделеев о пропастях, о пустых местах. И он
заполнил еще четыре таких пустых места цифрами атомных весов неоткрытых
элементов. Одно - между водородом и литием, другое - между литием и
бериллием (8), третье - между натрием и магнием (22), четвертое - между
кальцием и титаном (45).
Перед тем как отослать листок в типографию, Менделеев первое
дополнение - элемент между литием и водородом - зачеркнул.
Потом, через несколько дней, он распорядился убрать из таблицы и
элементы с атомным весом 8 и 22.
Все же остальное так и осталось, как было на листке с датой "17 февраля
1869 года".
Первого марта отпечатанный в типографии "Опыт системы элементов,
основанной на их атомном весе и химическом сходстве" Менделеев разослал
своим коллегам - российским и иностранным.
Разослав первый, во многом еще несовершенный "Опыт системы элементов",
первую опытную конструкцию модели закона природы, согласно которому
химические свойства элементов находятся в периодической зависимости от их
атомного веса, Менделеев написал краткую статью о своем открытии для
"Журнала Русского Химического Общества" и отправился наконец обследовать
сыроварни.
Но, конечно, отключиться от периодического закона он не мог. И во время
поездки, и после возвращения в Петербург, он продолжал уточнять и
обосновывать наметившиеся закономерности в отношениях между элементами.
Он понимал, что никакой научный закон не будет признан, если он
ограничивается объяснением уже известных фактов.
Даже закон всемирного тяготения, так замечательно объяснивший движение
всех видимых тел, не мог считаться доказанным законом природы, пока
французский астроном Урбен Жан Жозеф Леверье не предсказал на его основе,
что неправильности в движении планеты Уран объясняются существованием еще не
открытой планеты, которая движется вокруг Солнца так-то и так-то, и пока
немецкий астроном Иоганн Галле не открыл эту предсказанную планету -
Нептун - как раз в предсказанном месте...
Собственно говоря, первые предсказания Менделеев сделал уже в ходе
открытия периодического закона.
Он предсказал, что атомный вес бериллия гораздо меньше, чем принятый
исследователями, а именно превышает атомный вес водорода не в 13-14 раз, а
примерно в 9. И что должны существовать еще неоткрытые элементы с атомным
весом 45, 68 и 70.
Теперь следовало заняться этим подробно и тщательно.
Прежде всего было ясно, что в атомных весах очень многих элементов
царит беспорядок. И в основном по той же причине, что привела к
неправильному определению атомного веса бериллия.
Именно: многие химические элементы были еще плохо изучены. И конечно,
хуже всего - очень редкие и позже других открытые элементы - те самые, что
"невзо" в таблицу. А также, которые "взошли", но тем не менее выглядели в
ней странно. Например, уран.
Его окись прекрасно соединялась со щелочами, совершенно так же, как
окись хрома. Или как окись вольфрама. А вовсе по как окись бора или
алюминия, в родственники которым он попал из-за своего атомного веса.
Бор и алюминии - трехвалентные, а хром и вольфрам - шестивалентные. Так
что, если уран подобен хрому и вольфраму, а не бору и алюминию, то и он не
трехвалентен, а шестивалентен. И значит, принятый химиками атомный вес его
120 на самом деле надо помножить на два, и будет он тогда 240, и окажется
уран в таблице самым последним элементом.
И у многих из тех, которым вообще не нашлось в таблице места, на самом
деле, вероятно, другой атомный вес.
Ну, хотя бы торий. По таблице атомных весов Берцелиуса ему присвоен
атомный вес такой же, как у олова. Но недавно обнаружилось, что хлористый
торий летуч, как хлористый цирконий. И вовсе не похож на хлористый магний -
вполне прочную на воздухе соль вроде поваренной.
А ведь считалось, что ториевая земля подобна магнезии. Исходя из этого
и был установлен атомный вес тория. Его тоже надо бы удвоить. И тогда торий
перейдет в конец таблицы и встанет далее свинца, перед ураном.
И с индием, и с церием тоже все станет ясно, если согласиться с тем,
что оба они сходны с бором и алюминием. Тогда атомный вес индия будет не 75,
а 113, а церия - не 92, а 138, и разместить их в таблице будет довольно
просто.
Менделеев был настолько уверен в открытом им законе, что не стал
дожидаться проверки предсказаний и внес новые атомные веса в таблицу
элементов.
В последующем он усовершенствовал ее. Сдвоил ряды и больших периодах
(начиная с калия) и все периоды расположил не по вертикали, как ранее, а по
горизонтали. Такая таблица была гораздо удобнее и понятнее, чем
первоначальная. Менделеев назвал ее "Естественной системой элементов".
Прошло всего несколько месяце", и Менделеев получил известие о том, что
Бунзен опытным путем заново определил атомный вес индия. Он оказался равным
113!
ЭКАБОР, ЭКААЛЮМИНИЙ, ЭКАСИЛИЦИЙ
Для Менделеева этого известия было вполне достаточно. Теперь он не
просто верил, а точно знал, что его "Естественная система элементов" по
праву носит свое название, ибо такова природа вещей.
Но согласно с ним мыслили в ту пору лишь несколько человек. А огромное
большинство людей, в том числе химиков, и не подозревали о свершившемся
перевороте. Должно было произойти какое-то очень заметное событие, чтобы
люди изменили привычные взгляды на мир веществ, чтобы увидели, какой могучий
новый "инструмент" есть уже в науке и чтобы начали им пользоваться.
Ну, что такое исправление атомного веса? Сколько человек заметят такое
происшествие?
А вот открытие нового элемента - это событие. Об этом пишут все газеты.
И такое событие - из неожиданного и случайного - он, Менделеев, может
сделать теперь ожидаемым и закономерным.
Среди пустот, среди пропастей "Естественной системы элементов" более
других поражало отсутствие двух элементов, сходных с бором и алюминием.
Новинки >> Русской фантастики (по файлам) | Форумов | Фэндома | Книг